Изобретение относится к устройствам для измерения относительного уровня напряжения или мощности певческих формант в сложном музыкальном звуке.
В известных приборах аналогичного назначения для измерения коэффициента модуляции используются магнитно-электрические приборы, требующие предварительной установки несущей частоты с последующим отсчетом измеряемого низкочастотного напряжения модуляции. Прямой отсчет относительного уровня певческой форманты при помощи подобных приборов невозможен. В описываемом устройстве этот недостаток устранен тем, что в нем применен автоматический регулятор уровня мощности сложного музыкального звука, поддерживающий его постоянным, и фильтр, выделяющий частотные составляющие, входящие в певческую форманту, который управляет мостовым усилителем постоянного тока, питающим стрелочный прибор.
Блок-схема устройства приведена на чертеже.
Здесь: 1 - микрофон, 2 - микрофонный усилитель, 3 - аппарат воспроизведения звукозаписи, 4 - усилитель с авторегулировкой, поддерживающей постоянным уровень напряжения музыкального «сигнала» на выходе усилителя при изменении в широких пределах уровня напряжения на его входе. На чертеже этот усилитель показан с двумя раздельно авторегулируемыми каскадами усиления. Первый каскад дает выходной уровень, не значительно возрастающий по мере увеличения входного напряжения, а второй каскад - выходной уровень, снижающийся по мере роста напряжения на входе этого каскада. Компенсирующее взаимодействие авторегулировок двух каскадов позволяет сделать изменение выходного уровня пренебрежимо малым.
К выходу усилителя 4 параллельно подключены три измерительных канала I, II, III, состоящих каждый из полосового фильтра 5, 5′, 5′′, амплитудного детектора 6, 6′, 6′′, усилителя постоянного тока 7, 7′, 7′′, стрелочного прибора 8, 8′, 8′′, градуированного в процентах или децибеллах, и самописца 9, 9′, 9′′, например шлейфа многошлейфного осциллографа.
Первый канал служит для измерения относительного уровня высокой певческой форманты, канал два - относительного уровня низкой певческой форманты и канал три - относительного уровня неформантных областей, имеющих у лучших голосов сравнительно малый уровень.
Напряжение музыкального «сигнала» поступает к усилителю 4 от микрофонного усилителя 2 или от аппарата воспроизведения звукозаписи 3. Вследствие наличия авторегулировки, выходной уровень усилителя 4 остается постоянным по абсолютной величине при изменении мощности певческого звука в широких пределах. Это позволяет принять указанный выходной уровень усилителя - уровень напряжения сложного музыкального звука - за исходный, для сравнения, 100%-ный уровень.
Напряжение от частотных составляющих одной певческой форманты, пропущенных соответствующим фильтром (5, 5′, 5′′), детектируется и управляет усилителем постоянного тока (7, 7′, 7′′), питающим стрелочный прибор (8, 8′, 8′′) для визуальных наблюдений и самописец (9, 9′, 9′′). Чем большей в составе напряжения сложного звука будет доля напряжения частотных составляющих данной форманты, тем больше отклонится стрелка прибора и световой луч или перо самописца в пределах, меньших 100%-ного уровня. Неизменность абсолютного значения последнего позволяет градуировать шкалу измерителя относительного уровня форманты в процентах или в децибеллах от уровня сложного звука. Использование в качестве усилителя постоянного тока симметричной мостовой схемы и стабилизированных источников питания обеспечивает постоянство градуировки устройства во времени.
Как показывают исследования, у гласных звуков амплитудные значения всех частотных составляющих спектра звука периодически совпадают во времени с частотой основного тона голоса. Это дает основание осуществлять авторегулировку усилителя 4 и управление усилителями постоянного тока 7, 7′, 7′′ амплитудным значением напряжения, выпрямленного линейными детекторами 6, 6′, 6′′. При этом устройство отмечает относительный уровень напряжения, и цепи прибора не вносят фазовых искажений. Для выполнения последнего требования после фильтров включаются корректирующие контуры, с помощью которых время прохождения сигнала через фильтр делается равным для всех частот, пропускаемых фильтром.
Для использования описываемого устройства в качестве измерителя относительного уровня мощности детектор авторегулирующей цепи усилителя 4 и детекторы 6, 6′, 6′′ ставятся в режим работы с квадратичными характеристиками, а между их сопротивлениями нагрузки и управляемыми лампами включаются интегрирующие цепочки для осуществления управления средним значением выпрямленного напряжения.
Переход от измерения относительного уровня напряжения к измерению относительного уровня мощности выполняется с помощью переключателя, выключающего и включающего упомянутые интегрирующие цепочки и изменяющего режим работы детекторов.
Устройство может быть использовано для контроля профессиональных качеств и развития голоса, в частности в процессе обучения певца, а также для объективной оценки результатов применения различных методов и приемов вокальной педагогики.
1. Устройство для измерения относительного уровня напряжения или мощности певческих формант в сложном музыкальном звуке, отличающееся тем, что, с целью получения прямого отсчета относительного уровня певческой форманты по шкале стрелочного прибора, в нем применен автоматический регулятор мощности сложного музыкального звука, поддерживающий постоянство ее величины, и фильтр, выделяющий частотные составляющие, входящие в певческую форманту, который управляет усилителем постоянного тока, питающим стрелочный прибор.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью более полного выявления характера изменения распределения по спектру энергии музыкального звука, в нем применено три канала, содержащие различные полосовые фильтры, служащие для раздельного измерения относительного уровня низкой и высокой певческих. формант и относительного уровня частот, не входящих в полосы певческих формант.
